探討變頻技術在供熱系統中的應用

陳磊

【摘 要】變頻是一項新型的節能技術。通過使用變頻技術，可以改善水泵轉速.調節水循環中的水量，其節電率很高，減少不良浪費，變頻技術還具有調速精度高、功率因數高等特點，使用它可以降低循環設備的損耗，還能減少機械設備的磨損，延長使用壽命，改善換熱站的勞動條件。

【關鍵詞】變頻、調速、節電、節能、供熱系統

【中圖分類號】TU832 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）03-0004-02

前言

變頻技術是一種節能技術，它通過轉速控制來調節循環泵的流量，將系統消耗降低到合理的位置，并穩定供熱系統的運轉，具有節約成本，降低熱能消耗的優勢，對提高單位經濟效益有著積極作用。

1、變頻器的節能原理

變頻器按變換環節分交交變頻和交直交變頻器，交交變頻又稱為直接變頻，沒有直流環節，變頻效率高，主回路簡單，不含直流電路及濾波部分，與電源之間無功功率處理以及有功功率回饋容易，但因其功率因數低，高次諧波多，輸出頻率低，變化范圍窄，使之應用受到了一定的限制。

而交直交變頻器比較常見，也是我們供熱系統最為常見的節能變頻器類型，它多由整流電路、平波系統、控制電路和逆變器四部分組成。

眾所周知，變頻器在一定條件下具有顯著的節能效果，變頻器之所以節能在于它的運行原理，我們參照變頻拖動系統的原理框圖分析變頻節能過程。

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了解變頻節能過程中各環節哪些量變化，哪些量不變對使用及設計變頻調速系統非常重要。

2、在供熱系統中采用變頻器的優勢2.1可優化拱熟系統的運行調節方式

供熱系統的運轉方式主要有幾種：質調節、量調節、分階段改變流量的質調節、質量—流量調節、間歇調節。目前，我國的熱供應系統主要采用分階段改變流量的質調節方式，在任何溫度階段，系統中的網路水循環量始終是不變的，主要是按改變網路供水溫度的質調節進行供熱調節。采用變頻調速技術，可以實現熱供應系統的質量—流量調節，將水網路的流量隨供暖熱負荷的減小而減小，及時減少網路循環水泵的電能消耗，最后達到省電節能的效果。

2.2應用變頻技術，降低供熱系統的運行成本。

民用建筑節能設計標準規定，供熱系統中循環水泵的電功耗應該控制在建筑單位面積的0.35～0.45W/m2之內，很多熱供應系統達到了0.5～0.6W/m2，還有一些建筑甚至達到了0.8～0.9 W/m2。使用變頻技術，實現熱供應系統的質量—流量調節方式，將系統能耗控制在規定范圍內。

3、變頻技術的應用

3.1應用的場所

節能主要的應用是在風機和泵類負載上。以機泵為例，根據流體力學原理，機泵的功率與轉速的三次方成正比，既PL=KpnL3。當所需水量減少，機泵轉速降低時，其功率按轉速的三次方下降，因此，精確調速的節電效果非?？捎^。與此類似，許多變動負載電機一般按最大需求來生產電動機的容量，故設計裕量偏大。而在實際運行中，輕載運行的時間所占比例卻非常高。如采用變頻調速，可大大提高輕載運行時的工作效率。因此，變動負載的節能潛力巨大。

3.2變頻器在全自動恒壓補水系統中的應用

變頻器在全自動恒壓補水系統中的應用主要是根據二次管網回水壓力的變化，并自動調節系統水量，使二次管網回水壓力保持恒定。如今，這種設備已經廣泛使用到供熱系統中，它主要有以下幾個優點：

1）實現高效節能。根據設定的壓力，加入需要的補水量，通常的節能效果能達到40%以上。2）變頻設備自動化程度高，不需要安排專人管理，操作簡單，而且功能齊全，使用效率較好。3）變頻設備安裝簡單，投資小，工期短，能有效的減少基礎設施投入和其它資金投入。4）電機采用軟啟動，啟動電流小。在啟動時，沒有沖擊電源，能有效的保護電機，可延長水泵和設備的使用壽命。

3.3全自動恒壓補水系統的細成及原理

全自動恒壓補水系統的原理，當二次管網回水壓力變化時，遠傳壓力表檢測回水壓力信號并送到恒壓控制器，恒壓控制器將反饋信號與給定信號進行比較、分析、計算，然后將計算結果送到變頻器，通過變頻器控制補水系統的運轉，使管網壓力保持恒定，以此來提高熱能，并減少不良消耗。